JP2010045553A

JP2010045553A - Digital-analog conversion module

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Publication number: JP2010045553A
Application number: JP2008207554A
Authority: JP
Inventors: Akira Takeda; 晃竹田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-08-12
Also published as: JP5099446B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital-analog conversion module which can determine whether or not a level of an output voltage is appropriate with a simple circuit arrangement. <P>SOLUTION: A digital-analog conversion module having a D/A convertor D/A converting a digital signal output from a microprocessor, a first multiplexer switching over a connection destination based on a first selection instruction output from the microprocessor after the output of the D/A convertor is input, a plurality of output circuits respectively provided to the outputs of the multiplexer, and output terminals respectively provided to the outputs of the output circuits has: a reference circuit inputting the outputs of the first multiplexer; a second multiplexer outputting any of the voltages supplied to the output terminals based on a second selection instruction output from the microprocessor; and a comparator comparing the output of the second multiplexer with the output of the reference circuit and outputting the comparison result to the microprocessor. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、プログラマブル・ロジック・コントローラ（以下「ＰＬＣ」という）のデジタル／アナログ変換モジュールに関し、特に簡単な回路構成で出力電圧のレベルが適切かどうかを判断するデジタル・アナログ変換モジュールに関する。 The present invention relates to a digital / analog conversion module of a programmable logic controller (hereinafter referred to as “PLC”), and more particularly to a digital / analog conversion module for determining whether or not an output voltage level is appropriate with a simple circuit configuration.

一般に、プログラマブル・ロジック・コントローラは、ＣＰＵモジュール，電源モジュール，通信モジュール等の他，デジタル／アナログ変換モジュールで構成され、各種機器に接続されて使用される。 In general, a programmable logic controller is configured by a digital / analog conversion module in addition to a CPU module, a power supply module, a communication module, and the like, and is used by being connected to various devices.

また、このデジタル／アナログ変換モジュールは、通常、複数のアナログ出力端子(ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎ)を備え、これらの出力端子からＤ／Ａ変換されたアナログ電圧が各種機器へ送信される。このようなデジタル／アナログ変換モジュールを備えたＰＬＣの先行技術文献としては例えば特許文献１が知られている。 In addition, this digital / analog conversion module usually has a plurality of analog output terminals (OUT1, OUT2,..., OUTn), and analog voltages D / A converted from these output terminals are transmitted to various devices. The For example, Patent Document 1 is known as a prior art document of a PLC provided with such a digital / analog conversion module.

特開平０９―３１９７０２号公報JP 09-319702 A

以下、図４と図５を参照して従来のデジタル／アナログ変換モジュールを説明する。ここで、図４はデジタル・アナログ変換モジュールの構成図であり、図５は図４の装置の動作を表すフローチャートである。 Hereinafter, a conventional digital / analog conversion module will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a block diagram of the digital / analog conversion module, and FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the apparatus of FIG.

マイクロプロセッサ（以下「ＭＰＵ」という）１０は、内部側回路に設けられ、ラインＬ１を介して出力電圧の指示値を表すデジタル信号をＤ／Ａコンバータ（以下「ＤＡＣ」という）２０に出力する（図５のステップＳＡ１１）。 A microprocessor (hereinafter referred to as “MPU”) 10 is provided in an internal circuit, and outputs a digital signal representing an output voltage instruction value to a D / A converter (hereinafter referred to as “DAC”) 20 via a line L1 ( Step SA11 in FIG.

ＤＡＣ２０は、ＭＰＵ１０から入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、ラインＬ３を介してマルチプレクサ（以下「ＭＵＸ」という）に出力する（ステップＳＡ１１）。 The DAC 20 converts the digital signal input from the MPU 10 into an analog signal, and outputs the analog signal to the multiplexer (hereinafter referred to as “MUX”) via the line L3 (step SA11).

ＭＵＸ３０は、ＭＰＵ１０からラインＬ２を介して入力された第１の選択指示に基づいて出力回路４０を選択し（ステップＳＡ１２）、出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎを順番に切り換える（ステップＳＡ１０，ＳＡ２０，ＳＡ３０）。 The MUX 30 selects the output circuit 40 based on the first selection instruction input from the MPU 10 via the line L2 (step SA12), and sequentially switches the output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn (step SA10). , SA20, SA30).

詳しくは、出力回路４０は、出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎ（ｎは整数）の数ｎと同じ数だけ設けられ、それぞれ出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎに接続する。 Specifically, as many output circuits 40 as the number n of output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn (n is an integer) are connected to the output terminals OUT1, OUT2,.

また、出力回路４０は、オペアンプ４１とコンデンサ４２で構成される。これにより、ある出力回路、出力端子が選択されているとき、ＭＵＸ３０が他の出力回路、出力端子へと切り換えられ、自己の出力回路にＤＡＣ２０からアナログ電圧が供給されないような場合であっても、コンデンサ４２はその電圧を保持し続ける。 The output circuit 40 includes an operational amplifier 41 and a capacitor 42. As a result, when a certain output circuit and output terminal are selected, the MUX 30 is switched to another output circuit and output terminal, and even if the analog voltage is not supplied from the DAC 20 to its own output circuit, Capacitor 42 continues to hold that voltage.

即ち、ＭＵＸ３０で選択された出力回路４０のコンデンサ４２の両端電圧は、ＤＡＣ２０からラインＬ３、ＭＵＸ３０を介して与えられる電圧と同じ値となり、オペアンプ４１からはこのコンデンサ４２の両端電圧に応じた電圧が出力される。 That is, the voltage across the capacitor 42 of the output circuit 40 selected by the MUX 30 has the same value as the voltage supplied from the DAC 20 via the line L3 and the MUX 30, and the operational amplifier 41 generates a voltage corresponding to the voltage across the capacitor 42. Is output.

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、内部側回路と絶縁された各種機器側の回路に設けられ、上述したＤＡＣ２０、ＭＵＸ３０、出力回路４０に電圧を供給する。 The DC / DC converter 50 is provided in a circuit on the side of various devices insulated from the internal circuit, and supplies a voltage to the above-described DAC 20, MUX 30, and output circuit 40.

このように、従来のデジタル／アナログ変換モジュールでは、同一のデジタル／アナログ変換モジュールの中に複数の出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎを設けている。 Thus, in the conventional digital / analog conversion module, a plurality of output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn are provided in the same digital / analog conversion module.

ところが、図４に示すデジタル／アナログ変換モジュールでは、回路の故障、負荷の異常等により出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎから正常なレベルの電圧が出力されない場合、次の理由で故障の検出が困難である。 However, in the digital / analog conversion module shown in FIG. 4, when a normal level voltage is not output from the output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn due to a circuit failure, a load abnormality, etc., the failure occurs for the following reason. It is difficult to detect.

つまり、例えば、故障を検出するため、デジタル／アナログ変換モジュール内にＡ／Ｄ変換器を用意して、出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎの出力電圧レベルをこのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、この変換されたデジタル信号の値をＭＰＵ１０で取り込むことによりアナログ出力が正常か否かを判断する方法がある。 That is, for example, in order to detect a failure, an A / D converter is prepared in the digital / analog conversion module, and the output voltage levels of the output terminals OUT1, OUT2,. There is a method of determining whether or not the analog output is normal by converting into a digital signal and capturing the value of the converted digital signal by the MPU 10.

しかし、これではＤ／Ａ変換により所定レベルのアナログ電圧を出力することを目的としたモジュール内に、更にＡ／Ｄ変換器も実装しなければならないため、回路の規模が大きくなる。 However, in this case, since the A / D converter must also be mounted in a module intended to output an analog voltage of a predetermined level by D / A conversion, the circuit scale increases.

他の方法として、ＭＰＵ１０は、機種によってはＡ／Ｄ変換機能付入力端子を備えたものがあり、この入力端子を利用して出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎの出力電圧レベルのチェックを行うことも考えられる。 As another method, depending on the model, the MPU 10 has an input terminal with an A / D conversion function. Using this input terminal, the output voltage levels of the output terminals OUT1, OUT2,. Can also be considered.

しかし、出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎが設けられた各種機器側回路とＭＰＵ１０が設けられた内部側回路の間は絶縁されているため、アナログ信号の受け渡しを行うことは一般に困難である。 However, since various equipment side circuits provided with output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn and internal side circuits provided with MPU 10 are insulated, it is generally difficult to transfer analog signals. is there.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な回路構成で出力電圧のレベルが適切か否か判断するデジタル・アナログ変換モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a digital / analog conversion module that determines whether or not an output voltage level is appropriate with a simple circuit configuration.

この様な課題を達成するために本発明は次の構成からなる。
（１）マイクロプロセッサから出力されたデジタル信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータと、このＤ／Ａコンバータの出力が入力され前記マイクロプロセッサから出力される第１の選択指示に基づいて接続先を切り換える第１のマルチプレクサと、このマルチプレクサの出力にそれぞれ設けられる複数の出力回路と、この複数の出力回路の出力にそれぞれ設けられる複数の出力端子を備えたデジタル・アナログ変換モジュールにおいて、
前記第１のマルチプレクサの出力を入力するリファレンス回路と、
前記マイクロプロセッサから出力される第２の選択指示に基づいて複数の前記出力端子に供給される電圧のいずれかを出力する第２のマルチプレクサと、
前記第２のマルチプレクサの出力と前記リファレンス回路の出力を比較しその比較結果を前記マイクロプロセッサに出力するコンパレータと、
を備えたことを特徴とするデジタル・アナログ変換モジュール。
（２）前記マイクロプロセッサは、第１回目の検出動作では前記リファレンス回路に対してチェックすべき出力端子にかかる電圧と比較して＋α又は−αの電圧を出力し、第２回目の検出動作では前記リファレンス回路に対して＋α又は−αの電圧のうち第１回目の検出動作で選択されなかった方の電圧を出力することを特徴とする請求項１記載のデジタル・アナログ変換モジュール。
（３）前記第２のマルチプレクサのいずれかの入力に外部電源で生成するチェック電圧を供給し、前記コンパレータにて前記Ｄ／Ａコンバータからの出力と比較することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のデジタル・アナログ変換モジュール。
（４）マイクロプロセッサから出力されたデジタル信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータと、このＤ／Ａコンバータの出力が入力され前記マイクロプロセッサから出力される第１の選択指示に基づいて接続先を切り換える第１のマルチプレクサと、このマルチプレクサの出力にそれぞれ設けられる複数の出力回路と、この複数の出力回路の出力にそれぞれ設けられる複数の出力端子を備えたデジタル・アナログ変換モジュールにおいて、
前記第１のマルチプレクサの出力を入力するリファレンス回路と、
前記マイクロプロセッサから出力される第２の選択指示に基づいて複数の前記出力端子に供給される電圧のいずれかを出力する第２のマルチプレクサと、
前記リファレンス回路の出力を＋α及び−αの演算を行ないそれぞれの結果を前記第２のマルチプレクサからの出力と比較してその比較結果を出力するレベル検出回路と、
を備えたことを特徴とするデジタル・アナログ変換モジュール。
（５）前記レベル検出回路は、
前記リファレンス回路から出力される電圧に対して＋αの電圧を加算する第１の加算回路と、
前記リファレンス回路から出力される電圧に対して−αの電圧を加算する第２の加算回路と、
＋端子に前記第１の加算回路の出力が入力され−端子に前記第２のマルチプレクサの出力が入力される第１のコンパレータと、
−端子に前記第２の加算回路の出力が入力され＋端子に前記第２のマルチプレクサの出力が入力される第２のコンパレータと、
これら第１のコンパレータと第２のコンパレータの出力のアンドをとるアンド回路から構成されることを特徴とする請求項４記載のデジタル・アナログ変換モジュール。
（６）前記第２のマルチプレクサのいずれかの入力に外部電源で生成するチェック電圧を供給し、前記レベル検出回路にて前記Ｄ／Ａコンバータからの出力と比較することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のデジタル・アナログ変換モジュール。 In order to achieve such a problem, the present invention has the following configuration.
(1) A D / A converter that D / A converts a digital signal output from a microprocessor, and a connection destination based on a first selection instruction that is output from the D / A converter and output from the microprocessor In a digital-to-analog conversion module comprising a first multiplexer for switching between, a plurality of output circuits provided at the outputs of the multiplexer, and a plurality of output terminals respectively provided at the outputs of the plurality of output circuits,
A reference circuit for inputting the output of the first multiplexer;
A second multiplexer that outputs one of the voltages supplied to the plurality of output terminals based on a second selection instruction output from the microprocessor;
A comparator that compares the output of the second multiplexer with the output of the reference circuit and outputs the comparison result to the microprocessor;
A digital-to-analog conversion module characterized by comprising:
(2) In the first detection operation, the microprocessor outputs + α or −α voltage compared to the voltage applied to the output terminal to be checked with respect to the reference circuit, and in the second detection operation, 2. The digital-to-analog conversion module according to claim 1, wherein a voltage that is not selected in the first detection operation is output from the + α or −α voltage to the reference circuit.
(3) The check voltage generated by an external power supply is supplied to any one of the inputs of the second multiplexer, and the comparator compares the output with the output from the D / A converter. Item 3. The digital / analog conversion module according to Item 2.
(4) A D / A converter that D / A converts a digital signal output from the microprocessor, and a connection destination based on a first selection instruction that is output from the D / A converter and output from the microprocessor In a digital-to-analog conversion module comprising a first multiplexer for switching between, a plurality of output circuits provided at the outputs of the multiplexer, and a plurality of output terminals respectively provided at the outputs of the plurality of output circuits,
A reference circuit for inputting the output of the first multiplexer;
A second multiplexer that outputs one of the voltages supplied to the plurality of output terminals based on a second selection instruction output from the microprocessor;
A level detection circuit that performs an operation of + α and −α on the output of the reference circuit, compares each result with the output from the second multiplexer, and outputs the comparison result;
A digital-to-analog conversion module characterized by comprising:
(5) The level detection circuit includes:
A first addition circuit for adding a voltage + α to the voltage output from the reference circuit;
A second addition circuit that adds a voltage of −α to the voltage output from the reference circuit;
A first comparator in which an output of the first adder circuit is input to a positive terminal and an output of the second multiplexer is input to a negative terminal;
A second comparator in which an output of the second adder circuit is input to a negative terminal and an output of the second multiplexer is input to a positive terminal;
5. The digital-to-analog conversion module according to claim 4, wherein the digital-to-analog conversion module comprises an AND circuit that takes an AND of outputs of the first comparator and the second comparator.
(6) A check voltage generated by an external power supply is supplied to any input of the second multiplexer, and the level detection circuit compares the check voltage with an output from the D / A converter. The digital-analog conversion module according to claim 2.

本発明では次のような効果がある。２回の検出動作を出力端子ＯＵＴ１からＯＵＴｎまで順に行うので、それぞれの出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎから出力される電圧のレベルが、ラインＬ１を介して出力される指示値±αの範囲内にあるか判断できる。 The present invention has the following effects. Since the two detection operations are sequentially performed from the output terminals OUT1 to OUTn, the level of the voltage output from each of the output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn is the indicated value ± α output via the line L1. Can be determined.

以下、図１を参照して本発明によるデジタル・アナログ変換モジュールの構成例を説明する。ただし、図４で説明した構成と同様のものについては同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, a configuration example of a digital / analog conversion module according to the present invention will be described with reference to FIG. However, the same components as those described with reference to FIG.

本発明の特徴は、リファレンス回路６０と、マルチプレクサＭＵＸ７０と、コンパレータ８０とを設けた点にある。リファレンス回路６０は、ＭＵＸ３０の接続先の一つに設けるが、出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎには接続しない。また、このリファレンス回路６０は、オペアンプ６１とコンデンサ６２からなる。 A feature of the present invention is that a reference circuit 60, a multiplexer MUX 70, and a comparator 80 are provided. The reference circuit 60 is provided at one of the connection destinations of the MUX 30, but is not connected to the output terminals OUT1, OUT2,. The reference circuit 60 includes an operational amplifier 61 and a capacitor 62.

ＭＵＸ７０は、ＭＰＵ１０がラインＬ５を介して出力した第２の選択指示に基づいて、出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎからの電圧信号のいずれか、又は後述する既知の電圧ＶＲを選択して、コンパレータ８０へ与える。 The MUX 70 selects one of the voltage signals from the output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn, or a known voltage VR, which will be described later, based on the second selection instruction output from the MPU 10 via the line L5. To the comparator 80.

コンパレータ８０は、リファレンス回路６０から出力された信号と、ＭＵＸ７０で選択された信号とを入力し、ＭＰＵ１０にハイ・レベル又はロウ・レベルの比較結果に相当する信号を出力する。 The comparator 80 receives the signal output from the reference circuit 60 and the signal selected by the MUX 70, and outputs a signal corresponding to the comparison result of the high level or the low level to the MPU 10.

次に、図２のフローチャートを参照して図１の装置の動作を説明する。まず、１回目の検出動作を説明する。通常の動作は、図４と同様に、ＭＰＵ１０から、ラインＬ１を介して出力すべき値をＤＡＣ２０へ供給し、ＭＵＸ３０で選択された出力回路４０に接続された出力端子ＯＵＴ１からアナログ電圧信号を出力し、以下順次、同様にして出力端子ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎからアナログ電圧信号を出力する。（図２のステップＳＢ１０，ＳＢ２０，ＳＢ３０）。 Next, the operation of the apparatus of FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the first detection operation will be described. In the normal operation, as in FIG. 4, the MPU 10 supplies a value to be output via the line L1 to the DAC 20, and outputs an analog voltage signal from the output terminal OUT1 connected to the output circuit 40 selected by the MUX 30. Thereafter, analog voltage signals are sequentially output from the output terminals OUT2,. (Steps SB10, SB20, and SB30 in FIG. 2).

そして、この動作の最後に、リファレンス回路６０への接続（ステップＳＢ４０、ＳＢ４３）を追加した点が本発明の特徴である。 A feature of the present invention is that a connection (steps SB40 and SB43) to the reference circuit 60 is added at the end of this operation.

このステップＳＢ４０，ＳＢ４３にあっては、まず、ＭＰＵ１０からラインＬ２を介してＭＵＸ３０をリファレンス回路６０へ切り換える。その一方で、ＭＰＵ１０からＤＡＣ２０へ、動作チェックのための指示値が与えられる。この指示値は、動作チェックが行われる出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎのそれぞれの特性に基づいて決定される。 In steps SB40 and SB43, first, the MUX 30 is switched from the MPU 10 to the reference circuit 60 via the line L2. On the other hand, an instruction value for operation check is given from the MPU 10 to the DAC 20. This instruction value is determined based on the characteristics of the output terminals OUT1, OUT2,.

例えば、出力端子ＯＵＴ１にかかる出力回路４０をチェックする場合は、この出力回路４０の特性等を考慮した値からなる指示値をＭＰＵ１０からＤＡＣ２０へ出力する。詳しくは、出力回路４０へ供給した電圧信号に値αを加えた電圧（αは出力の精度に関する仕様等に基づいて決定する）を、ＤＡＣ２０を介してリファレンス回路６０に与える（ステップＳＢ４２）。 For example, when the output circuit 40 applied to the output terminal OUT1 is checked, an instruction value including a value considering the characteristics of the output circuit 40 is output from the MPU 10 to the DAC 20. Specifically, a voltage obtained by adding a value α to the voltage signal supplied to the output circuit 40 (α is determined based on the specifications regarding the accuracy of output) is applied to the reference circuit 60 via the DAC 20 (step SB42).

これにより、図１に示すデジタル／アナログ変換モジュールが正常に動作している場合、出力端子ＯＵＴ１からは、ＭＰＵ１０がＤＡＣ２０を介して出力した電圧信号がそのまま出力され、リファレンス回路６０からは、この出力端子ＯＵＴ１から出力される電圧信号より（＋α）分だけ高い電圧信号が出力される。 Thus, when the digital / analog conversion module shown in FIG. 1 is operating normally, the voltage signal output from the MPU 10 via the DAC 20 is output as it is from the output terminal OUT1, and this output is output from the reference circuit 60. A voltage signal higher by (+ α) than the voltage signal output from the terminal OUT1 is output.

従って、ラインＬ５を介して出力される選択指示に基づいて、ＭＵＸ７０が出力端子ＯＵＴ１を選択すると（ステップＳＢ４１）、コンパレータ８０はラインＬ６を介してハイ・レベルの信号をＭＰＵ１０へ伝える（ステップＳＢ４４）。 Therefore, when the MUX 70 selects the output terminal OUT1 based on the selection instruction output via the line L5 (step SB41), the comparator 80 transmits a high level signal to the MPU 10 via the line L6 (step SB44). .

次に、２回目の検出動作を説明する。ＭＰＵ１０は、２順目の出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎを一回りして、次にリファレンス回路６０を切り換える。このときは、リファレンス回路６０に対する指示値として、出力端子ＯＵＴ１に対する出力電圧に対して（α）分だけ低い電圧信号（−α）を出力する。 Next, the second detection operation will be described. The MPU 10 goes round the second-order output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn and then switches the reference circuit 60. At this time, a voltage signal (−α) lower by (α) than the output voltage for the output terminal OUT1 is output as an instruction value for the reference circuit 60.

この場合、デジタル／アナログ変換モジュールが正常に動作している場合は、リファレンス回路６０から出力される電圧は出力端子ＯＵＴ１から出力される電圧より（−α）だけ低いものとなる（ステップＳＢ４２）。 In this case, when the digital / analog conversion module is operating normally, the voltage output from the reference circuit 60 is lower by (−α) than the voltage output from the output terminal OUT1 (step SB42).

従って、ラインＬ５を介して出力される選択指示に基づいて、ＭＵＸ７０が出力端子ＯＵＴ１を選択すると、コンパレータ８０は、ラインＬ６を介してロウ・レベルの信号をＭＰＵ１０へ伝達する（ステップＳＢ４４）。 Therefore, when the MUX 70 selects the output terminal OUT1 based on the selection instruction output via the line L5, the comparator 80 transmits a low level signal to the MPU 10 via the line L6 (step SB44).

これらの２回の検出動作により、出力端子ＯＵＴ１から出力された電圧信号のレベルがＭＰＵ１０からの出力値±αの範囲内にあるかどうかが判断でき、この範囲内に入っていれば、デジタル／アナログ変換モジュールの動作は正常である。 By these two detection operations, it can be determined whether or not the level of the voltage signal output from the output terminal OUT1 is within the range of the output value ± α from the MPU 10, and if within this range, the digital / The operation of the analog conversion module is normal.

一方、故障が発生して出力端子ＯＵＴ１から出力される電圧のレベルに異常が発生している場合には、２回の異常検出動作の内、少なくとも１回は、ＭＰＵ１０で確認する信号Ｌ６のハイ・レベル信号又はロウ・レベル信号が期待値と一致しない。 On the other hand, when a failure has occurred and an abnormality has occurred in the level of the voltage output from the output terminal OUT1, at least one of the two abnormality detection operations, the signal L6 to be confirmed by the MPU 10 is high. • The level signal or low level signal does not match the expected value.

たとえば、出力端子ＯＵＴ１から出力された電圧が正常値＋αを上回る電圧となっている場合は、１回目の異常検出動作手続でラインＬ６を介してＭＰＵ１０へ入力される信号はロウ・レベルとなる。なお、２回目の手続でも当然ロウ・レベルとなる。 For example, when the voltage output from the output terminal OUT1 exceeds the normal value + α, the signal input to the MPU 10 via the line L6 in the first abnormality detection operation procedure is at a low level. Of course, the second procedure will be low level.

このようにして、出力端子ＯＵＴ１の動作チェックが行われる。これより後、出力端子ＯＵＴ２，ＯＵＴ３，・・・，ＯＵＴｎについて同様の動作チェックを行う。または、ＭＰＵ１０側で指定した出力端子ＯＵＴｊ（ｊは整数）についてだけ、動作チェックを行うようにしてもよい。 In this way, the operation check of the output terminal OUT1 is performed. Thereafter, the same operation check is performed on the output terminals OUT2, OUT3,..., OUTn. Alternatively, the operation check may be performed only for the output terminal OUTj (j is an integer) designated on the MPU 10 side.

このように、２回の検出動作を出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎまで順に、あるいはこの中の任意の出力端子ＯＵＴｊについて行うことにより、それぞれの出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎから出力される電圧信号のレベルが、ラインＬ１を介して出力される指示値±αの範囲内にあるかどうかが判断でき、正常動作あるいは異常動作を知ることができる。 In this way, by performing the detection operation twice for the output terminals OUT1, OUT2,..., OUTn in order or for any of the output terminals OUTj, the respective output terminals OUT1, OUT2,. It is possible to determine whether the level of the voltage signal output from OUTn is within the range of the indicated value ± α output via the line L1, and to know normal operation or abnormal operation.

また、ＤＡＣ２０及びこのＤＡＣ２０の周辺回路の故障(ゲイン故障)等を検出する場合には、ＤＡＣ２０からの動作チェック信号を、ＭＵＸ３０を介してリファレンス回路６０に入力し、リファレンス回路６０の出力をコンパレータ８０に入力する。 Further, when a failure (gain failure) or the like of the DAC 20 or a peripheral circuit of the DAC 20 is detected, an operation check signal from the DAC 20 is input to the reference circuit 60 via the MUX 30, and an output of the reference circuit 60 is output to the comparator 80. To enter.

そして、その一方で、外部電源に接続したツェナー・ダイオードＺＤ等で直接的に既知の電圧ＶＲ（チェック電圧）を作り出し、これをＭＵＸ７０で選択してコンパレータ８０の一方の入力端子に入力する。 On the other hand, a known voltage VR (check voltage) is directly generated by a Zener diode ZD or the like connected to an external power supply, and this is selected by the MUX 70 and input to one input terminal of the comparator 80.

これにより、ＤＡＣ２０が正常動作をしていれば、コンパレータ８０は、正常動作を表す信号（ハイ・レベル）を出力し、ＤＡＣ２０及びこのＤＡＣ２０の周辺回路に異常があれば、コンパレータ８０は、異常動作を表わす信号（ロウ・レベル）を出力する。 Thus, if the DAC 20 is operating normally, the comparator 80 outputs a signal (high level) indicating normal operation. If the DAC 20 and the peripheral circuit of the DAC 20 are abnormal, the comparator 80 operates abnormally. Is output (low level).

このように、出力回路４０に依存しない既知の電圧ＶＲを直接作り出すことにより、ＤＡＣ２０に故障が発生したのか、出力回路４０に故障が発生したのかをも切り分けることができる。 In this way, by directly creating a known voltage VR that does not depend on the output circuit 40, it is possible to determine whether a failure has occurred in the DAC 20 or a failure has occurred in the output circuit 40.

次に、図３を用いて本発明の別の実施例を説明する。ただし、図１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the same components as those in FIG.

レベル検出回路９０は、リファレンス回路６０の後段に設けられる。また、レベル検出回路９０は、加算回路９１（”＋α”の回路）、加算回路９２（”−α”の回路）、コンパレータ９３，９４、アンド回路９５からなる。 The level detection circuit 90 is provided in the subsequent stage of the reference circuit 60. The level detection circuit 90 includes an adder circuit 91 (“+ α” circuit), an adder circuit 92 (“−α” circuit), comparators 93 and 94, and an AND circuit 95.

加算器９１はリファレンス回路６０の出力に＋αの電圧を加算する。加算回路９２はリファレンス回路６０の出力に−αの電圧を加算する。 The adder 91 adds + α voltage to the output of the reference circuit 60. The adder circuit 92 adds the voltage −α to the output of the reference circuit 60.

コンパレータ９３の＋端子には加算回路９１の出力が入力され、−端子には加算回路９２の出力が入力される。また、コンパレータ９３の−端子及び＋端子にはＭＵＸ７０の出力が接続される。アンド回路９５はコンパレータ９３，９４の積を比較結果としてラインＬ７を介してＭＰＵ１０に出力する。 The output of the adder circuit 91 is input to the + terminal of the comparator 93, and the output of the adder circuit 92 is input to the − terminal. The output of the MUX 70 is connected to the − terminal and the + terminal of the comparator 93. The AND circuit 95 outputs the product of the comparators 93 and 94 as a comparison result to the MPU 10 via the line L7.

図３では、図１の構成と異なり、出力端子ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎの電圧のレベルが正常と判断される範囲の指定(±α)を加算回路９１，９２で行う。従って、出力端子ＯＵＴ１の電圧のレベルをチェックする場合は、リファレンス回路６０に対する指示値も出力端子ＯＵＴ１に対する指示値と同じ値とする。 In FIG. 3, unlike the configuration of FIG. 1, the addition circuits 91 and 92 specify a range (± α) in which the voltage levels of the output terminals OUT1, OUT2,. Accordingly, when checking the voltage level of the output terminal OUT1, the instruction value for the reference circuit 60 is also set to the same value as the instruction value for the output terminal OUT1.

以下、図３の動作を説明する。但し、図１の動作と異なる点は、リファレンス回路６０に出力される指示値と１回のチェックで済む点のみであるため、重複した説明は省略する。また、図１と同様に出力端子ＯＵＴ１の電圧をチェックする場合を例にとり説明する。 The operation of FIG. 3 will be described below. However, since the only difference from the operation of FIG. 1 is that the instruction value output to the reference circuit 60 and one check are sufficient, redundant description is omitted. Further, the case where the voltage of the output terminal OUT1 is checked as in FIG. 1 will be described as an example.

ＭＰＵ１０が、リファレンス回路６０に出力する電圧は次の様になる。まず、ＭＰＵ１０が、ラインＬ２を介してＭＵＸ３０をリファレンス回路６０へ切り換える。そして、ＭＰＵ１０が、ＤＡＣ２０を介してリファレンス回路６０に指示値を出力する。 The voltage output from the MPU 10 to the reference circuit 60 is as follows. First, the MPU 10 switches the MUX 30 to the reference circuit 60 via the line L2. Then, the MPU 10 outputs an instruction value to the reference circuit 60 via the DAC 20.

但し、リファレンス回路６０に与えられる指示値は出力回路４０に出力した指示値と全く同様の値となる。このため、コンパレータ９３，９４の入力端子にはそれぞれ次の電圧が供給されることとなる。 However, the instruction value given to the reference circuit 60 is exactly the same value as the instruction value output to the output circuit 40. Therefore, the following voltages are supplied to the input terminals of the comparators 93 and 94, respectively.

（１）コンパレータ９３の＋入力端子には、出力端子ＯＵＴ１に対する指示値にαが加算された電圧。
（２）コンンパレータ９４の−入力端子には、出力端子ＯＵＴ１に対する指示値に値−αが加算された電圧。
（３）コンパレータ９３の−入力端子及びコンパレータ９４の＋入力端子には、出力端子ＯＵＴ１に対する指示値に相当する電圧。 (1) A voltage obtained by adding α to the indicated value for the output terminal OUT1 at the + input terminal of the comparator 93.
(2) A voltage obtained by adding the value −α to the indicated value for the output terminal OUT1 at the −input terminal of the comparator 94.
(3) A voltage corresponding to an instruction value for the output terminal OUT1 at the negative input terminal of the comparator 93 and the positive input terminal of the comparator 94.

このため、出力端子ＯＵＴ１の電圧が（指示値±α）の範囲内に入っていれば、コンパレータ９３，９４の出力はそれぞれハイ・レベルとなる。 For this reason, if the voltage of the output terminal OUT1 is within the range of (indicated value ± α), the outputs of the comparators 93 and 94 are at a high level.

したがって、アンド回路９５がその積をとり、ラインＬ７を介してＭＰＵ１０へ比較結果を通知することにより、正常時はハイ・レベル、異常時はロウ・レベルとして、一回のチェックだけで異常を検出できる。 Therefore, the AND circuit 95 takes the product and notifies the MPU 10 of the comparison result via the line L7, so that the abnormality is detected with only one check, with the high level when normal and the low level when abnormal. it can.

このように、本発明によれば、ＤＡＣ２０の異常検出、出力回路ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，・・・，ＯＵＴｎ側の異常検出をそれぞれ、別個に実現することができる As described above, according to the present invention, the abnormality detection of the DAC 20 and the abnormality detection on the output circuits OUT1, OUT2,..., OUTn side can be realized separately.

本発明によるデジタル・アナログ変換モジュールの構成図である。It is a block diagram of the digital-analog conversion module by this invention. 図１のフローチャートである。It is a flowchart of FIG. 本発明の応用例である。It is an application example of the present invention. 従来のデジタル・アナログ変換モジュールの構成図である。It is a block diagram of a conventional digital / analog conversion module. 図４のフローチャートである。It is a flowchart of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ＭＰＵ
２０ＤＡＣ
３０ＭＵＸ
４０出力回路
５０ＤＣ／ＤＣコンバータ
６０リファレンス回路
６１オペンアプ
６２コンデンサ
７０ＭＵＸ
８０コンパレータ
９０レベル検出回路
９１加算回路
９２加算回路
９３コンパレータ
９４コンパレータ
９５ＡＮＤ回路

10 MPU
20 DAC
30 MUX
40 Output circuit 50 DC / DC converter 60 Reference circuit 61 Open-up 62 Capacitor 70 MUX
80 comparator 90 level detection circuit 91 addition circuit 92 addition circuit 93 comparator 94 comparator 95 AND circuit

Claims

マイクロプロセッサから出力されたデジタル信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータと、このＤ／Ａコンバータの出力が入力され前記マイクロプロセッサから出力される第１の選択指示に基づいて接続先を切り換える第１のマルチプレクサと、このマルチプレクサの出力にそれぞれ設けられる複数の出力回路と、この複数の出力回路の出力にそれぞれ設けられる複数の出力端子を備えたデジタル・アナログ変換モジュールにおいて、
前記第１のマルチプレクサの出力を入力するリファレンス回路と、
前記マイクロプロセッサから出力される第２の選択指示に基づいて複数の前記出力端子に供給される電圧のいずれかを出力する第２のマルチプレクサと、
前記第２のマルチプレクサの出力と前記リファレンス回路の出力を比較しその比較結果を前記マイクロプロセッサに出力するコンパレータと、
を備えたことを特徴とするデジタル・アナログ変換モジュール。 A D / A converter that D / A converts a digital signal output from the microprocessor, and a D / A converter that receives the output of the D / A converter and switches a connection destination based on a first selection instruction output from the microprocessor. In a digital-to-analog conversion module comprising one multiplexer, a plurality of output circuits respectively provided at the output of the multiplexer, and a plurality of output terminals respectively provided at the outputs of the plurality of output circuits,
A reference circuit for inputting the output of the first multiplexer;
A second multiplexer that outputs one of the voltages supplied to the plurality of output terminals based on a second selection instruction output from the microprocessor;
A comparator that compares the output of the second multiplexer with the output of the reference circuit and outputs the comparison result to the microprocessor;
A digital-to-analog conversion module characterized by comprising:

前記マイクロプロセッサは、第１回目の検出動作では前記リファレンス回路に対してチェックすべき出力端子にかかる電圧と比較して＋α又は−αの電圧を出力し、第２回目の検出動作では前記リファレンス回路に対して＋α又は−αの電圧のうち第１回目の検出動作で選択されなかった方の電圧を出力することを特徴とする請求項１記載のデジタル・アナログ変換モジュール。 The microprocessor outputs + α or −α voltage compared to the voltage applied to the output terminal to be checked for the reference circuit in the first detection operation, and the reference circuit in the second detection operation. 2. The digital-analog conversion module according to claim 1, wherein the voltage that is not selected in the first detection operation among the voltages of + α or −α is output.

前記第２のマルチプレクサのいずれかの入力に外部電源で生成するチェック電圧を供給し、前記コンパレータにて前記Ｄ／Ａコンバータからの出力と比較することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のデジタル・アナログ変換モジュール。 3. The check voltage generated by an external power supply is supplied to one of the inputs of the second multiplexer, and the comparator compares the output with the output from the D / A converter. The digital-analog conversion module described in any one.

マイクロプロセッサから出力されたデジタル信号をＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータと、このＤ／Ａコンバータの出力が入力され前記マイクロプロセッサから出力される第１の選択指示に基づいて接続先を切り換える第１のマルチプレクサと、このマルチプレクサの出力にそれぞれ設けられる複数の出力回路と、この複数の出力回路の出力にそれぞれ設けられる複数の出力端子を備えたデジタル・アナログ変換モジュールにおいて、
前記第１のマルチプレクサの出力を入力するリファレンス回路と、
前記マイクロプロセッサから出力される第２の選択指示に基づいて複数の前記出力端子に供給される電圧のいずれかを出力する第２のマルチプレクサと、
前記リファレンス回路の出力を＋α及び−αの演算を行ないそれぞれの結果を前記第２のマルチプレクサからの出力と比較してその比較結果を出力するレベル検出回路と、
を備えたことを特徴とするデジタル・アナログ変換モジュール。 A D / A converter that D / A converts a digital signal output from the microprocessor, and a D / A converter that receives the output of the D / A converter and switches a connection destination based on a first selection instruction output from the microprocessor. In a digital-to-analog conversion module comprising one multiplexer, a plurality of output circuits respectively provided at the output of the multiplexer, and a plurality of output terminals respectively provided at the outputs of the plurality of output circuits,
A reference circuit for inputting the output of the first multiplexer;
A second multiplexer that outputs one of the voltages supplied to the plurality of output terminals based on a second selection instruction output from the microprocessor;
A level detection circuit that performs an operation of + α and −α on the output of the reference circuit, compares each result with the output from the second multiplexer, and outputs the comparison result;
A digital-to-analog conversion module characterized by comprising:

前記レベル検出回路は、
前記リファレンス回路から出力される電圧に対して＋αの電圧を加算する第１の加算回路と、
前記リファレンス回路から出力される電圧に対して−αの電圧を加算する第２の加算回路と、
＋端子に前記第１の加算回路の出力が入力され−端子に前記第２のマルチプレクサの出力が入力される第１のコンパレータと、
−端子に前記第２の加算回路の出力が入力され＋端子に前記第２のマルチプレクサの出力が入力される第２のコンパレータと、
これら第１のコンパレータと第２のコンパレータの出力のアンドをとるアンド回路から構成されることを特徴とする請求項４記載のデジタル・アナログ変換モジュール。 The level detection circuit includes:
A first addition circuit for adding a voltage + α to the voltage output from the reference circuit;
A second addition circuit that adds a voltage of −α to the voltage output from the reference circuit;
A first comparator in which an output of the first adder circuit is input to a positive terminal and an output of the second multiplexer is input to a negative terminal;
A second comparator in which an output of the second adder circuit is input to a negative terminal and an output of the second multiplexer is input to a positive terminal;
5. The digital-to-analog conversion module according to claim 4, wherein the digital-to-analog conversion module comprises an AND circuit that takes an AND of outputs of the first comparator and the second comparator.

前記第２のマルチプレクサのいずれかの入力に外部電源で生成するチェック電圧を供給し、前記レベル検出回路にて前記Ｄ／Ａコンバータからの出力と比較することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のデジタル・アナログ変換モジュール。 2. The check voltage generated by an external power supply is supplied to one of the inputs of the second multiplexer, and the level detection circuit compares the check voltage with the output from the D / A converter. The digital-analog conversion module according to any one of 2 above.